JP2000155096A - Moisture detecting device - Google Patents

Moisture detecting device

Info

Publication number
JP2000155096A
JP2000155096A JP10293692A JP29369298A JP2000155096A JP 2000155096 A JP2000155096 A JP 2000155096A JP 10293692 A JP10293692 A JP 10293692A JP 29369298 A JP29369298 A JP 29369298A JP 2000155096 A JP2000155096 A JP 2000155096A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moisture
light
detection surface
detection
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10293692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Murata
芳郎 村田
Junichi Takagi
潤一 高木
Yuichi Niimoto
祐一 新本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP10293692A priority Critical patent/JP2000155096A/en
Publication of JP2000155096A publication Critical patent/JP2000155096A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably detect the sticking of moisture even when a drop of moisture is stuck and to detect the concentration of the solute in the moisture reliably and accurately regardless of the size of the stuck quantity of moisture. SOLUTION: This moisture detecting device is provided with an electroluminescence (EL) 9 as a diffused light generation section, a prism 7 having a detecting face 15 on which part of the diffused light is totally reflected, and a detection section 10 receiving the totally reflected light from the detecting face 15 of the prism 7 and detecting the positional drift of the light intensity distribution due to the sticking of moisture to the detecting face 15. The detection section 10 is provided with an optical system 11 arranged to form an image at an infinite point and a position detector 12, and the concentration of the solute in the moisture stuck to the detecting face 15 can be judged in response to the positional drift quantity detected by the position detector 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、検知面に水分が付着
したかどうかを判別したり、検知面に付着した水分に含
まれる塩分などの物質の濃度(以下、「水分中の溶質の
濃度」という。)を判別したりするのに用いられる水分
検出装置に関する。特に、この発明は、路面に溜まった
水分中の溶質の濃度を検出するのに適した水分検出装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining whether or not moisture has adhered to a detection surface, and for determining the concentration of a substance such as salt contained in the moisture which has adhered to the detection surface (hereinafter referred to as "concentration of solute in moisture"). The present invention relates to a moisture detecting device used for determining the water content. In particular, the present invention relates to a moisture detecting device suitable for detecting the concentration of a solute in moisture accumulated on a road surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】特に、寒冷地方では、車両の安全走行を
確保するために、積雪路面や凍結路面に対して、塩化ナ
トリウムや塩化カルシウムなどの凍結防止剤を散布する
ことが行われている。この種の凍結防止剤は、近隣の樹
木に悪影響を与えたり、路面を走行する車両に錆びを生
じさせたりするために、路面への散布量を必要最小限に
抑える必要がある。近年、路面に溜まった水分中の溶質
の濃度を計測する種々の水分検出装置が提案されてお
り、凍結防止剤の散布量を必要最小限に抑えるために、
水分検出装置による濃度の検出値が凍結防止効果や解凍
効果が得られる既定値以下になったとき、凍結防止剤を
散布するようにしている。
2. Description of the Related Art In particular, in cold regions, antifreezing agents such as sodium chloride and calcium chloride are sprayed on snowy road surfaces or frozen road surfaces in order to ensure safe running of vehicles. This type of deicing agent needs to minimize the amount of application to the road surface in order to adversely affect nearby trees and cause rust on vehicles running on the road surface. In recent years, various moisture detection devices that measure the concentration of solutes in the moisture accumulated on the road surface have been proposed, in order to minimize the amount of spray of the antifreeze,
When the detection value of the concentration by the moisture detecting device becomes equal to or less than a predetermined value at which the antifreezing effect and the thawing effect are obtained, the antifreezing agent is sprayed.

【0003】図37は、従来の水分検出装置101の構
成および原理を示す。図示の水分検出装置101は、道
路に埋設される一対の電極102,102を有する。各
電極102は、路面Rに露出するので、路面R上に水分
wが溜まると、電極102,102間が導通する。この
水分検出装置では、電極102,102間の抵抗値を抵
抗値測定器103で測定し、これにより、路面R上に溜
まった水分wの伝導度を求める。水分wの伝導度は、水
中のイオン濃度に比例するので、散布される凍結防止剤
が特定されれば、前記抵抗値測定器103による測定値
から、その凍結防止剤の水中の濃度が求まる。
FIG. 37 shows the structure and principle of a conventional moisture detecting apparatus 101. The illustrated moisture detecting device 101 has a pair of electrodes 102, 102 buried in a road. Since each electrode 102 is exposed on the road surface R, when moisture w accumulates on the road surface R, conduction between the electrodes 102 and 102 is established. In this moisture detection device, the resistance value between the electrodes 102, 102 is measured by a resistance value measuring device 103, and thereby the conductivity of the moisture w accumulated on the road surface R is obtained. Since the conductivity of the water w is proportional to the ion concentration in the water, if the antifreeze to be sprayed is specified, the concentration of the antifreeze in the water can be obtained from the value measured by the resistance value measuring device 103.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この種の水分検出装置
の場合、確実かつ正確な測定結果を得るには、図37に
示すように、まず、電極102,102間が導通するよ
うに水分wで満たされ、その上、十分に通電するよう、
路面R上の水位hが相応の値である必要がある。なお図
中、矢印は電流の流れを示す。
In order to obtain a reliable and accurate measurement result with this type of moisture detecting device, first, as shown in FIG. So that it is fully energized,
The water level h on the road surface R needs to be an appropriate value. In the drawings, the arrows indicate the flow of current.

【0005】従って、路面R上に水分wが存在しても、
図38に示すように、電極102,102間が完全に水
分wで満たされなければ、電極102,102間は導通
せず、水分w中の溶質の濃度は検出できない。また、電
極102,102間が完全に水分wで満たされても、図
39に示すように、路面R上の水分wの水位hが十分で
なければ、電流の流れに変化をきたし、図37に示した
適正時のようには電流が流れない。このため、水分wの
伝導度は小さくなり、濃度の検出値は小さ目となる。ま
してや、図40に示すように、電極102,102間が
部分的にしか導通しないような水分wの付着状態では、
水分w中の溶質の濃度の検出値は一層小さ目となる。
Therefore, even if moisture w exists on the road surface R,
As shown in FIG. 38, if the space between the electrodes 102 and 102 is not completely filled with the moisture w, the conduction between the electrodes 102 and 102 does not occur, and the concentration of the solute in the moisture w cannot be detected. Also, even if the space between the electrodes 102, 102 is completely filled with the moisture w, as shown in FIG. 39, if the water level h of the moisture w on the road surface R is not sufficient, the current flow changes, and FIG. The current does not flow as in the case shown in (1). For this reason, the conductivity of the water w becomes small, and the detected value of the concentration becomes small. Furthermore, as shown in FIG. 40, in a state where moisture w is attached such that only partial conduction between the electrodes 102 and 102 occurs,
The detected value of the concentration of the solute in the water w is smaller.

【0006】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、所定の検知面に水分が付着したかどうかを判別
するのに、水分が一滴でも付着しただけでも、水分の付
着を確実に検出できる水分検出装置を提供することを目
的とする。また、この発明が他に目的とするところは、
前記検知面に付着した水分中の溶質の濃度を判別するの
に、水分の付着量の大小を問わず、確実かつ正確に水分
中の溶質の濃度を検出できる水分検出装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problem. In order to determine whether or not moisture has adhered to a predetermined detection surface, even if only one droplet of moisture has adhered, it is ensured that the moisture adheres. An object of the present invention is to provide a moisture detection device that can detect the moisture. Another object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a moisture detection device capable of reliably and accurately detecting the concentration of a solute in water for determining the concentration of the solute in the water attached to the detection surface, regardless of the amount of the attached water. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明にかかる
水分検出装置は、拡散光発生部と、この拡散光発生部か
らの拡散光の一部が全反射する検知面を有し、前記検知
面への水分の付着の有無で臨界角に差異を生じさせる透
光部材と、この透光部材の前記検知面での全反射光を受
光して検知面への水分の付着による光強度分布の位置ず
れを検出する検出部と、この検出部で前記位置ずれが検
出されたことにより検知面への水分の付着を判別する判
別部とを備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting apparatus comprising: a diffused light generator; and a detection surface on which a part of the diffused light from the diffused light generator is totally reflected. A light-transmitting member that causes a difference in critical angle depending on whether moisture is attached to the detection surface, and a light intensity distribution due to the attachment of moisture to the detection surface by receiving total reflection light on the detection surface of the light-transmitting member. And a determination unit that determines the adhesion of moisture to the detection surface based on the detection of the displacement by the detection unit.

【0008】請求項2の発明にかかる水分検出装置は、
拡散光発生部と、この拡散光発生部からの拡散光の一部
が全反射する検知面を有し、前記検知面に付着した水分
中の溶質の濃度により臨界角に差異を生じさせる透光部
材と、この透光部材の前記検知面での全反射光を受光し
て検知面への水分の付着による光強度分布の位置ずれを
検出する検出部と、この検出部で検出された位置ずれの
量に応じて検知面に付着した水分中の溶質の濃度を判別
する判別部とを備える。
[0008] According to a second aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting apparatus.
A diffused light generating section, and a detecting surface on which a part of the diffused light from the diffused light generating section is totally reflected, and a light transmission that causes a difference in a critical angle depending on a concentration of a solute in moisture attached to the detecting surface. A member, a detection unit that receives total reflection light from the detection surface of the light transmitting member and detects a position shift of a light intensity distribution due to adhesion of moisture to the detection surface, and a position shift detected by the detection unit. A determination unit for determining the concentration of the solute in the moisture attached to the detection surface according to the amount of the solute.

【0009】請求項3の発明にかかる水分検出装置は、
請求項1または2に記載の水分検出装置において、前記
検出部は、無限遠で結像するよう配置される光学系と位
置検出器とを備える。
[0009] According to a third aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting apparatus.
3. The moisture detection device according to claim 1, wherein the detection unit includes an optical system arranged to form an image at infinity and a position detector.

【0010】請求項4の発明にかかる水分検出装置は、
請求項1〜3のいずれかに記載の水分検出装置におい
て、前記透光部材には、温度を検出する温度検出手段が
設けられる。
[0010] According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a moisture detector.
The moisture detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light transmitting member is provided with a temperature detecting means for detecting a temperature.

【0011】請求項5の発明にかかる水分検出装置は、
請求項1〜4のいずれかに記載の水分検出装置におい
て、前記透光部材は、検知面と平行な面を備える。
[0011] According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting apparatus.
5. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the light transmitting member has a surface parallel to the detection surface. 6.

【0012】請求項6の発明にかかる水分検出装置は、
請求項1〜5のいずれかに記載の水分検出装置であっ
て、前記透光部材の検知面は、通水性のある防護板で覆
われている。
[0012] According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting apparatus comprising:
The moisture detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein a detection surface of the light transmitting member is covered with a water-permeable protective plate.

【0013】請求項7の発明にかかる水分検出装置は、
請求項1〜5のいずれかに記載の水分検出装置であっ
て、前記透光部材の検知面は、検知面上へ水分を導入す
るための複数の水分導入孔を有する防護板で覆われると
共に、前記防護板は、検知面上の水分を拡散させるよう
に検知面に接近させて配備されている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting apparatus comprising:
The moisture detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein a detection surface of the light transmitting member is covered with a protection plate having a plurality of moisture introduction holes for introducing moisture onto the detection surface. The protection plate is provided close to the detection surface so as to diffuse moisture on the detection surface.

【0014】請求項8の発明にかかる水分検出装置は、
請求項6または7に記載の水分検出装置であって、前記
防護板は、発熱体で加温されるようになっている。
[0014] The moisture detecting device according to the invention of claim 8 is:
8. The moisture detection device according to claim 6, wherein the protection plate is heated by a heating element. 9.

【0015】請求項9の発明にかかる水分検出装置は、
請求項1〜5のいずれかに記載の水分検出装置であっ
て、前記透光部材の検知面に接近した位置には、検知面
上の水分を拡散させる拡散部材が配備されている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a moisture detecting device comprising:
The moisture detecting device according to claim 1, wherein a diffusion member that diffuses moisture on the detection surface is provided at a position near the detection surface of the light transmitting member.

【0016】請求項10の発明にかかる水分検出装置
は、請求項1〜5のいずれかに記載の水分検出装置であ
って、前記透光部材の検知面に接近した位置には、検知
面に付着した水分を拡散させる拡散部材が配備されると
共に、前記拡散部材には、検知面上へ水分を導入するた
めの複数の水分導入孔が開設されている。
A moisture detector according to a tenth aspect of the present invention is the moisture detector according to any one of the first to fifth aspects, wherein a position close to the detection surface of the light-transmitting member is close to the detection surface. A diffusion member for diffusing the attached moisture is provided, and the diffusion member is provided with a plurality of moisture introduction holes for introducing moisture onto the detection surface.

【0017】請求項11の発明にかかる水分検出装置
は、請求項1〜10のいずれかに記載の水分検出装置で
あって、前記透光部材の検知面は、検知面上の水分を排
水するための排水部に連通させている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the moisture detecting apparatus according to any one of the first to tenth aspects, the detecting surface of the light transmitting member drains the moisture on the detecting surface. For drainage.

【0018】請求項12の発明にかかる水分検出装置
は、請求項1〜11のいずれかに記載の水分検出装置で
あって、前記拡散光発生部、透光部材、および検出部
は、二重構造をなす筺状ケースの内ケースの内部に収容
配備されており、前記内ケースは、外ケースに対して着
脱可能に形成されている。
A moisture detector according to a twelfth aspect of the present invention is the moisture detector according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the diffused light generator, the light transmitting member, and the detector are provided in a double form. It is accommodated and arranged inside an inner case of a housing case having a structure, and the inner case is formed detachably with respect to the outer case.

【0019】請求項13の発明にかかる水分検出装置
は、請求項1〜12のいずれかに記載の水分検出装置で
あって、前記透光部材の周辺の検知面からの正反射光が
入射しない位置に、光センサが配備されている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the moisture detecting device according to any one of the first to twelfth aspects, wherein specularly reflected light from a detection surface around the light transmitting member does not enter. An optical sensor is provided at the location.

【0020】[0020]

【作用】請求項1の水分検出装置では、拡散光発生部か
らの拡散光が透光部材に入ると、拡散光の一部は検知面
で全反射する。この場合、検知面に水分が付着している
かどうかで全反射を起こす臨界角が異なる。検知面での
全反射光は検出部で受光されるが、前記検知面に水分が
付着している場合と付着していない場合とでは検出部で
得られる光の光強度分布の位置にずれが生ずる。検出部
で位置ずれが検出されたとき、判別部は、検知面に水分
が付着したと判断する。
According to the first aspect of the present invention, when the diffused light from the diffused light generator enters the light transmitting member, a part of the diffused light is totally reflected on the detection surface. In this case, the critical angle at which total reflection occurs depends on whether moisture is attached to the detection surface. Although the total reflection light on the detection surface is received by the detection unit, the position of the light intensity distribution of the light obtained by the detection unit differs depending on whether moisture is attached to the detection surface or not. Occurs. When the detection unit detects the displacement, the determination unit determines that moisture has adhered to the detection surface.

【0021】請求項2の水分検出装置では、拡散光発生
部からの拡散光が透光部材に入ると、拡散光の一部は検
知面で全反射する。この場合、検知面に付着した水分中
の溶質の濃度により全反射を起こす臨界角が異なる。検
知面での全反射光は検出部で受光されるが、水分中の溶
質の濃度の大小により検出部で得られる光強度分布の位
置ずれ量に差異が生ずる。検出部で検出された位置ずれ
量に応じて、判別部は、検知面に付着した水分中の溶質
の濃度を判別する。
According to the second aspect of the present invention, when the diffused light from the diffused light generator enters the light transmitting member, a part of the diffused light is totally reflected on the detection surface. In this case, the critical angle at which total reflection occurs depends on the concentration of the solute in the water attached to the detection surface. Although the total reflection light on the detection surface is received by the detection unit, a difference occurs in the displacement amount of the light intensity distribution obtained by the detection unit depending on the concentration of the solute in the water. The determination unit determines the concentration of the solute in the moisture attached to the detection surface according to the position shift amount detected by the detection unit.

【0022】請求項3の水分検出装置では、透光部材の
検知面での全反射光は検出部の光学系で集められ、位置
検出器上に結像する。
According to the third aspect of the present invention, the total reflection light on the detection surface of the light transmitting member is collected by the optical system of the detection unit and forms an image on the position detector.

【0023】請求項4の水分検出装置では、温度が変化
したとき、その温度変化は温度検出手段により検出され
る。
According to the fourth aspect of the present invention, when the temperature changes, the temperature change is detected by the temperature detecting means.

【0024】請求項5の水分検出装置では、透光部材
は、検知面と平行な面を有するので、検知面での全反射
光は前記平行な面で反射して検知面へ再び入射される。
In the moisture detecting device according to the fifth aspect, since the light transmitting member has a surface parallel to the detection surface, the totally reflected light on the detection surface is reflected by the parallel surface and reenters the detection surface. .

【0025】請求項6の水分検出装置では、透光部材の
検知面は通水性のある防護板で覆われるので、水分は防
護板を通過して検知面に付着する。
In the moisture detecting device according to the sixth aspect, since the detecting surface of the light transmitting member is covered with the protective plate having water permeability, the moisture passes through the protective plate and adheres to the detecting surface.

【0026】請求項7の水分検出装置では、水分は、防
護板の水分導入孔を通過して検知面上へ導入され、検知
面上で拡散される。
In the moisture detecting device according to the seventh aspect, the moisture passes through the moisture introducing hole of the protection plate, is introduced onto the detection surface, and is diffused on the detection surface.

【0027】請求項8の水分検出装置では、防護板上に
積雪があったり、防護板が凍結したりしても、防護板が
発熱体で加温されることにより、積雪や凍結が溶けて検
知面上に水分が流れ込む。
In the moisture detecting device of the present invention, even if there is snow on the protective plate or the protective plate freezes, the protective plate is heated by the heating element, so that the snow and the freezing melt. Moisture flows on the detection surface.

【0028】請求項9の水分検出装置では、水分は、透
光部材の検知面と拡散部材との間隙へ入り込んだ後、そ
の間隙に沿って毛細管現象により拡散する。
In the water detecting device according to the ninth aspect, the water enters the gap between the detecting surface of the light transmitting member and the diffusing member, and then diffuses along the gap by capillary action.

【0029】請求項10の水分検出装置では、水分は、
拡散部材の水分導入孔を通って透光部材の検知面と拡散
部材との間隙へ入り込む。
[0029] In the moisture detecting device according to the tenth aspect, the moisture is:
The light enters the gap between the detection surface of the light transmitting member and the diffusion member through the water introduction hole of the diffusion member.

【0030】請求項11の水分検出装置では、検知面は
排水部に連通するので、水分の蒸発で検知面上に残留し
た水分中の溶質は、排水部へ除かれる。
In the moisture detecting device according to the eleventh aspect, since the detection surface communicates with the drain, the solute in the water remaining on the detection surface due to evaporation of the water is removed to the drain.

【0031】請求項12の水分検出装置では、道路舗装
時などに水分検出装置を道路に設置する場合、工事の際
に外ケースのみが設置され、工事完了後に、拡散光発生
部、透光部材、および検出部が収容された内ケースが外
ケース内へ装填される。
According to the twelfth aspect of the present invention, when the moisture detecting device is installed on a road such as when paving a road, only the outer case is installed at the time of construction, and after the completion of the construction, the diffused light generating section and the light transmitting member are provided. , And the inner case accommodating the detection unit is loaded into the outer case.

【0032】請求項13の水分検出装置では、検知面に
付着した水分が雪の状態のとき、検知面を透過した光
は、雪の表面で拡散反射し、この拡散反射光の一部が光
センサで検出される。
According to the thirteenth aspect of the present invention, when the moisture adhering to the detection surface is in the state of snow, the light transmitted through the detection surface is diffusely reflected on the snow surface, and a part of the diffusely reflected light is light. Detected by sensor.

【0033】[0033]

【実施例】図1は、この発明の一実施例である水分検出
装置1の使用例を示す。図示例の水分検出装置1は、路
面Rに設けられた設置穴2の内部に筺状ケース3を埋設
し、この筺状ケース3の内部に装置本体4を組み込んで
成る。前記筺状ケース3の上面開口には、多数の通水孔
6を有する防護板5が被せてある。この防護板5は、路
面Rに露出する。
FIG. 1 shows an example of use of a moisture detector 1 according to one embodiment of the present invention. In the illustrated example of the moisture detecting device 1, a housing case 3 is buried in an installation hole 2 provided on a road surface R, and an apparatus main body 4 is incorporated in the housing case 3. A protective plate 5 having a large number of water passage holes 6 is covered on the upper surface opening of the housing case 3. The protection plate 5 is exposed on the road surface R.

【0034】前記装置本体4は、透光部材としてのプリ
ズム7と、拡散光発生部を構成するエレクトロルミネッ
センス(以下、「EL」という。)9と、光学系11お
よび位置検出器12より成る検出部10とで構成され
る。EL9および位置検出器12には、コード線(図示
せず。)が接続され、このコード線は外部に引き出され
て、電源や後述する信号処理部に電気接続される。
The apparatus main body 4 includes a prism 7 as a light transmitting member, an electroluminescence (hereinafter, referred to as “EL”) 9 constituting a diffused light generator, a detection system including an optical system 11 and a position detector 12. And the unit 10. A code line (not shown) is connected to the EL 9 and the position detector 12, and the code line is drawn out and electrically connected to a power source and a signal processing unit described later.

【0035】筺状ケース3の内壁には支持壁14が突設
され、この支持壁14より上方の空間を検水部2A、下
方の空間を機構収容部2Bとする。機構収容部2Bには
装置本体4が組み込まれる。前記プリズム7は、支持壁
14により検知面15が上方に向くようにして保持され
る。なお、機構収容部2Bの内部が浸水するのを防止す
るのに、支持壁14の内端縁をシールするのが望まし
い。
A support wall 14 protrudes from the inner wall of the casing case 3. A space above the support wall 14 is defined as a water detecting section 2A, and a space below the support wall 14 is defined as a mechanism housing section 2B. The device main body 4 is incorporated in the mechanism housing portion 2B. The prism 7 is held by the support wall 14 so that the detection surface 15 faces upward. In order to prevent the inside of the mechanism housing portion 2B from being flooded, it is desirable to seal the inner edge of the support wall 14.

【0036】前記防護板5は、プリズム7の検知面15
が傷付かないように保護する。路面R上に溜まった水分
は通水孔6から検水部2Aへ入り込み、プリズム7の検
知面15に付着する。通水孔6は、路面R上の岩石など
が極力通過せず、かつ泥土で目詰まりが生じないよう、
最適な孔径に設定される。
The protection plate 5 is provided on the detection surface 15 of the prism 7.
Protects it from being damaged. The water accumulated on the road surface R enters the water detection section 2A through the water passage hole 6 and adheres to the detection surface 15 of the prism 7. The water passage hole 6 prevents rocks on the road surface R from passing through as much as possible and prevents clogging with mud.
The optimal hole diameter is set.

【0037】なお、水分検出装置1は、この実施例のよ
うに、路面Rに埋設して使用される他、図15に示すよ
うに、車両17の適所に取り付けて使用してもよい。図
示例では、車輪18の回転で飛び散った路面R上の水分
を検水部2Aに導入するために、水分検出装置1を車輪
18の近傍に縦向きにして設置してあるが、路面R上の
水分を検水部2Aに導入可能であれば、他の部位に設置
してもよい。
It should be noted that the moisture detecting device 1 may be used by being buried in the road surface R as in this embodiment, or may be used by being mounted at an appropriate position on the vehicle 17 as shown in FIG. In the illustrated example, the moisture detector 1 is installed vertically near the wheel 18 in order to introduce the moisture on the road surface R scattered by the rotation of the wheel 18 into the water detecting unit 2A. As long as the water can be introduced into the water detecting section 2A, it may be installed in another portion.

【0038】前記プリズム7は、図2に示すように、直
角部20を有する三角柱状のものであり、直角部20に
相対する面を検知面15とし、直角部20を挟む一方の
面を拡散光の入射面21、他方の面を全反射光の出射面
22とする。プリズム7の入射面21に対向する位置に
はEL9が、出射面22に対向する位置には前記検出部
10の光学系11が、それぞれ配置される。EL9は、
種々の角度成分をもつ拡散光を発生させる。この拡散光
は、プリズム7の内部において、検知面15に対して0
〜90度の角度で入射する。
As shown in FIG. 2, the prism 7 is in the form of a triangular prism having a right-angled portion 20. The surface facing the right-angled portion 20 is a detection surface 15, and one surface sandwiching the right-angled portion 20 is diffused. The light incident surface 21 and the other surface are referred to as a totally reflected light emission surface 22. The EL 9 is disposed at a position facing the entrance surface 21 of the prism 7, and the optical system 11 of the detection unit 10 is disposed at a position facing the exit surface 22. EL9 is
Diffuse light having various angle components is generated. This diffused light is applied to the detection surface 15 within the prism 7 by 0%.
It enters at an angle of up to 90 degrees.

【0039】なお、拡散光発生部は、EL9に代えて、
図16に示すように、複数の発光ダイオード23を配置
して成る光源24と、各発光ダイオード23からの光を
拡散させて拡散光を生成する拡散板25とで構成しても
よい。また、図17に示すように、プリズム7の入射面
21を粗面に形成すれば、図16の実施例における拡散
板25を省略できる。
It should be noted that the diffused light generator is replaced with the EL9,
As shown in FIG. 16, a light source 24 having a plurality of light emitting diodes 23 arranged thereon and a diffusion plate 25 for diffusing light from each light emitting diode 23 to generate diffused light may be used. In addition, as shown in FIG. 17, if the entrance surface 21 of the prism 7 is formed with a rough surface, the diffusion plate 25 in the embodiment of FIG. 16 can be omitted.

【0040】前記プリズム7の検知面15は、プリズム
7の内部で拡散光の一部を全反射させる全反射面を構成
する。この全反射面で全反射した光は、プリズム7の屈
折率をn1、検知面15上の物質(空気や水分)の屈折
率をn2(ただし、n1>n2)とすると、全反射を起
こす臨界角αは、次式で与えられる。
The detection surface 15 of the prism 7 constitutes a total reflection surface for totally reflecting a part of the diffused light inside the prism 7. As for the light totally reflected by the total reflection surface, if the refractive index of the prism 7 is n1 and the refractive index of the substance (air or moisture) on the detection surface 15 is n2 (where n1> n2), the criticality for causing total reflection is obtained. The angle α is given by the following equation.

【0041】[0041]

【数1】 (Equation 1)

【0042】前記検知面15に入射する拡散光のうち、
入射角βが臨界角α以上の角度成分の光は検知面15で
全反射するが、臨界角α以下の角度成分の光は検知面1
5を透過する。
Of the diffused light incident on the detection surface 15,
Light having an angle component whose incident angle β is equal to or larger than the critical angle α is totally reflected by the detection surface 15, but light having an angle component equal to or smaller than the critical angle α is detected by the detection surface 1.
5 is transmitted.

【0043】前記検出部10は、コリメートレンズより
成る光学系11と、一次元CCDより成る位置検出器1
2とで構成される。前記光学系11は、検知面15上の
物質が、ある所定の濃度の水分であるときの臨界角αで
入射した光が全反射する方向に対して、レンズ主平面1
1aがほぼ垂直となるように配置される。光学系11と
位置検出器12とは、無限遠で結像されるような位置関
係となるよう、光学系11の焦点距離fの位置に位置検
出器12が配置される。これにより、臨界角α以上で検
知面15に入射した光は位置検出器12上に結像し、図
2に示すグラフのような、光強度分布Pの画像が得られ
る。同図の光強度分布Pの境界位置xは、検知面15に
臨界角αで入射した光の結像位置に相当するもので、前
記検知面15に付着した水分w中の溶質の濃度が変化す
ると、前記屈折率n2が変化し、その結果、前記境界位
置xが位置ずれする。
The detection unit 10 includes an optical system 11 composed of a collimator lens and a position detector 1 composed of a one-dimensional CCD.
And 2. The optical system 11 is arranged such that, when the substance on the detection surface 15 is a certain concentration of moisture, the light incident at the critical angle α is totally reflected in the lens main plane 1.
1a are arranged so as to be substantially vertical. The position detector 12 is disposed at the focal length f of the optical system 11 so that the optical system 11 and the position detector 12 have a positional relationship such that an image is formed at infinity. As a result, the light incident on the detection surface 15 at the critical angle α or more forms an image on the position detector 12, and an image of the light intensity distribution P as shown in the graph of FIG. 2 is obtained. The boundary position x of the light intensity distribution P in the figure corresponds to the image forming position of the light incident on the detection surface 15 at the critical angle α, and the concentration of the solute in the moisture w attached to the detection surface 15 changes. Then, the refractive index n2 changes, and as a result, the boundary position x shifts.

【0044】いま、検知面15に付着した水分w中の溶
質の濃度mがm1からm2(ただし、m2>m1)に変
化したとすると、前記屈折率n2は、n21からn22
(ただし、n22>n21)へと大きくなり、従って、
臨界角αはα1からα2(ただし、α2>α1)へと大
きくなるので、図3および図4に示すように、位置検出
器12上の光強度分布Pの境界位置xはx1からx2へ
位置ずれする。なお、図3において、L1は、検知面1
5に対して臨界角α1で入射した光の経路であり、L2
は、検知面15に対して臨界角α2で入射した光の経路
である。
Now, assuming that the concentration m of the solute in the water w attached to the detection surface 15 changes from m1 to m2 (where m2> m1), the refractive index n2 is changed from n21 to n22.
(Where n22> n21), and therefore
Since the critical angle α increases from α1 to α2 (here, α2> α1), as shown in FIGS. 3 and 4, the boundary position x of the light intensity distribution P on the position detector 12 is shifted from x1 to x2. Shift. In FIG. 3, L1 is the detection surface 1
5 is a path of light incident at a critical angle α1 with respect to L5.
Is a path of light incident on the detection surface 15 at the critical angle α2.

【0045】上記の具体例は、検知面15のほぼ全面に
水分wが付着した場合を想定したものであるが、図5に
示すように、検知面15の一部に水分wが付着した場合
は、検知面15上に屈折率の異なる水分wと空気aとが
併存することになる。この場合、位置検出器12には、
図6に示すように、水分wと接する面での全反射光の光
強度分布Pwと空気aと接する面での全反射光の光強度
分布Paとが重なった光強度分布Pが得られ、一方の光
強度分布Pwの境界位置xaと、他方の光強度分布Pa
の境界位置xwとが現れる。この場合、空気aについて
の境界位置xaは設計値により一意に決まるので、それ
以外の境界位置xwを検出値とする。なお、図5におい
て、Lwは水分wと接する面に対して、水分wについて
の臨界角αwで入射した光の経路であり、Laは空気a
と接する部分に対して、空気aについての臨界角αaで
入射した光の経路である。この具体例から明らかなよう
に、検知面15が完全に水分wで満たされていなくて
も、検知面15への水分wの付着の有無や、検知面15
に付着した水分w中の溶質の濃度を検出することが可能
である。
The above specific example is based on the assumption that the moisture w adheres to almost the entire surface of the detection surface 15, but as shown in FIG. Means that water w and air a having different refractive indices coexist on the detection surface 15. In this case, the position detector 12 includes
As shown in FIG. 6, a light intensity distribution P in which the light intensity distribution Pw of the total reflection light on the surface in contact with the moisture w and the light intensity distribution Pa of the total reflection light on the surface in contact with the air a are obtained, The boundary position xa of one light intensity distribution Pw and the other light intensity distribution Pa
Appears at the boundary position xw. In this case, since the boundary position xa for the air a is uniquely determined by the design value, the other boundary position xw is set as the detection value. In FIG. 5, Lw is a path of light incident on the surface in contact with the moisture w at the critical angle αw for the moisture w, and La is air a
Is the path of light that has entered the portion in contact with at a critical angle αa for air a. As is apparent from this specific example, even if the detection surface 15 is not completely filled with the moisture w, the presence or absence of the moisture w on the detection surface 15 and the detection surface 15
It is possible to detect the concentration of the solute in the water w attached to the substrate.

【0046】図7は、検知面15に1滴程度の水分wが
付着した状態を、また、図8は、検知面15に数滴程度
の水分wが付着した状態を、それぞれ示す。図7および
図8において、Lは検知面15に対して、水分wについ
ての臨界角αwで入射した光の経路であり、前記臨界角
αwを中心として、光は検知面15で全反射したり、検
知面15を透過したりする。図7および図8から明らか
なように、検知面15との水分wの接触面積、換言すれ
ば、水分wの検知面15への付着量が大きい程、検知面
15を透過する光の量が増すが、これとは関係なしに、
検知面15への水分wの付着の有無や、検知面15に付
着した水分w中の溶質の濃度を検出することが可能であ
る。
FIG. 7 shows a state in which about one drop of water w has adhered to the detection surface 15, and FIG. 8 shows a state in which about several drops of water w have adhered to the detection surface 15. 7 and 8, L is a path of light incident on the detection surface 15 at a critical angle αw with respect to the moisture w, and the light is totally reflected on the detection surface 15 around the critical angle αw. , Through the detection surface 15. As is clear from FIGS. 7 and 8, the larger the contact area of the moisture w with the detection surface 15, in other words, the larger the amount of the moisture w attached to the detection surface 15, the smaller the amount of light transmitted through the detection surface 15. Increase, but regardless of this,
It is possible to detect the presence / absence of moisture w on the detection surface 15 and the concentration of the solute in the moisture w attached to the detection surface 15.

【0047】図9は、検知面15への水分wの付着量が
小さい場合(図7の具体例の場合)の光強度分布P1
と、検知面15への水分wの付着量が大きい場合(図8
の具体例の場合)の光強度分布P2とを示す。同図から
明らかなように、各光強度分布P1,P2は、段差h
1,h2の大きさに大小差異があるが、境界位置xwは
一致しており、水分wの検知面15への付着量の影響を
受けることなく、検知面15に1滴程度の水分wが付着
しただけで、検知面15への水分wの付着の有無および
検知面15に付着した水分w中の溶質の濃度が検出でき
る。なお、各光強度分布P1,P2における段差h1,
h2は、検知面15への水分wの付着量に比例して大き
くなる。
FIG. 9 shows the light intensity distribution P1 when the amount of water w attached to the detection surface 15 is small (in the case of the specific example of FIG. 7).
And when the amount of adhesion of the moisture w to the detection surface 15 is large (FIG. 8).
(In the case of the specific example (2)), the light intensity distribution P2 is shown. As is clear from the figure, each of the light intensity distributions P1 and P2 has a step h.
Although there is a size difference between the sizes of h1 and h2, the boundary position xw is the same, and about one drop of water w is detected on the detection surface 15 without being affected by the amount of the water w attached to the detection surface 15. Just by adhering, the presence / absence of water w on the detection surface 15 and the concentration of the solute in the water w adhering to the detection surface 15 can be detected. Note that the steps h1, h1 in the light intensity distributions P1, P2
h2 increases in proportion to the amount of moisture w attached to the detection surface 15.

【0048】図10および図11は、水分w中の溶質の
濃度の検出原理を示す。図10において、Lw0は、検
知面15に付着した水分wが純水のときに、検知面15
に対して、純水についての臨界角αw0で入射した光の
経路であり、Lw1は、検知面15に付着した水分wに
塩分などの物質が含まれるときに、検知面15に対し
て、その濃度をもつ水についての臨界角αw1で入射し
た光の経路である。純水についての前記臨界角αw0は
一意的に得られるもので、純水についての臨界角αw0
で入射した光が位置検出器12上に生成する光強度分布
Pの境界位置をx0、濃度をもつ水についての臨界角α
w1で入射した光が位置検出器12上に生成する光強度
分布Pの境界位置をx1とすると、水分中の溶質の濃度
が増せば増す程、水分wの屈折率が大きくなり、臨界角
αw1も大きくなるため、その境界位置x1は、純水に
ついての境界位置x0に対して左方向へ位置ずれする。
FIGS. 10 and 11 show the principle of detecting the concentration of the solute in the water w. In FIG. 10, Lw0 is the detection surface 15 when the moisture w attached to the detection surface 15 is pure water.
In contrast, Lw1 is a path of light incident at a critical angle αw0 with respect to pure water, and Lw1 is directed to the detection surface 15 when moisture w attached to the detection surface 15 contains a substance such as salt. It is a path of light incident at a critical angle αw1 for water having a concentration. The critical angle αw0 for pure water is uniquely obtained, and the critical angle αw0 for pure water is
The boundary position of the light intensity distribution P generated by the light incident on the position detector 12 at x0 is x0, and the critical angle α for water having a concentration is
Assuming that the boundary position of the light intensity distribution P generated by the light incident on w1 on the position detector 12 is x1, as the concentration of the solute in the water increases, the refractive index of the water w increases and the critical angle αw1 Therefore, the boundary position x1 is displaced leftward with respect to the boundary position x0 for pure water.

【0049】図12は、純水についての境界位置に対す
る位置ずれ量(x1−x0)を水分w中の溶質の濃度に
換算するための濃度換算表の具体例である。このような
濃度換算表を予め作成して、テーブルとして記憶してお
くことにより、前記位置検出器12による検出結果から
水分中の溶質の濃度が容易に求まる。
FIG. 12 is a specific example of a concentration conversion table for converting the amount of displacement (x1-x0) with respect to the boundary position of pure water into the concentration of a solute in the water w. By preparing such a concentration conversion table in advance and storing it as a table, the concentration of the solute in the water can be easily obtained from the detection result by the position detector 12.

【0050】図13は、水分検出装置1の全体構成を示
すもので、拡散光発生部としてのEL9と、透光部材と
してのプリズム7と、光学系11および位置検出器12
より成る検出部10と、マイクロコンピュータより成る
信号処理部30とを含む。前記信号処理部30のマイク
ロコンピュータは、判別部としての機能と発光制御部と
しての機能とを有しており、前記判別部は、図14に示
す制御の流れに従って、前記検知面15への水分wの付
着の有無および水分w中の溶質の濃度を判別する。
FIG. 13 shows the overall structure of the moisture detecting device 1. The EL 9 as a diffused light generator, the prism 7 as a light transmitting member, the optical system 11 and the position detector 12 are shown.
And a signal processing unit 30 including a microcomputer. The microcomputer of the signal processing unit 30 has a function as a discriminating unit and a function as a light emission control unit. The discriminating unit controls the moisture on the detection surface 15 in accordance with the control flow shown in FIG. The presence or absence of w and the concentration of the solute in the water w are determined.

【0051】図14における「ST」は、制御の流れに
おける各ステップを示すもので、まずST1では、判別
部は、一次元CCDより成る位置検出器12で得られた
画像データ、すなわち0番目の画素からImax番目の
画素までの光強度s(0)、・・・、s(Imax)を
取り込む。ここで、0番目の画素は、前記x0に相当す
る位置に存在する画素である。
"ST" in FIG. 14 indicates each step in the control flow. First, in ST1, the discriminating section sets the image data obtained by the position detector 12 composed of a one-dimensional CCD, that is, the 0th data. The light intensity s (0),..., S (Imax) from the pixel to the Imax-th pixel is captured. Here, the 0th pixel is a pixel that exists at a position corresponding to x0.

【0052】つぎに、0番目(I=0)の画素の光強度
s(0)と1番目(I=1)の画素の光強度s(1)と
の差分d(0)を算出し、以下、同様にして、I番目の
画素の光強度s(I)と(I+1)番目の画素の光強度
s(I+1)との差分d(I)を最終のImax番目の
画素まで算出する(ST2〜5)。
Next, a difference d (0) between the light intensity s (0) of the 0th (I = 0) pixel and the light intensity s (1) of the 1st (I = 1) pixel is calculated, Hereinafter, similarly, the difference d (I) between the light intensity s (I) of the I-th pixel and the light intensity s (I + 1) of the (I + 1) -th pixel is calculated up to the last Imax-th pixel (ST2). ~ 5).

【0053】差分d(I)の検出が終了すると、ST5
の判定が「YES」となり、つぎのST6で、検出対象
とする光強度分布Pの境界位置xをゼロに初期設定した
後、前記差分d(I)が所定のしきい値Dthより大き
いかどうかを、(Imax−1)番目の画素の光強度s
(Imax−1)とImax番目の画素の光強度s
(I)との差分d(Imax−1)の方から順にチェッ
クしてゆく(ST7〜10)。その過程で、しきい値D
thより大きなd(I)が存在したとき、ST8の判定
が「YES」となり、このときのI番目の画素位置をx
とし(ST11)、前記した濃度換算表を参照して水分
中の溶質の濃度mを求め、これを出力する(ST12,
13)。
When the detection of the difference d (I) is completed, ST5
Is determined to be "YES", and in the next ST6, after the boundary position x of the light intensity distribution P to be detected is initialized to zero, it is determined whether or not the difference d (I) is larger than a predetermined threshold value Dth. Is the light intensity s of the (Imax-1) -th pixel.
(Imax-1) and the light intensity s of the Imax-th pixel
The difference d (Imax-1) from (I) is checked sequentially (ST7 to ST10). In the process, the threshold D
If there is d (I) greater than th, the determination in ST8 is “YES”, and the I-th pixel position at this time is x
(ST11), the concentration m of the solute in the water is determined with reference to the above-mentioned concentration conversion table, and this is output (ST12,
13).

【0054】なお、上記の実施例では、プリズム7とし
て、直角部20をもつ三角柱状のものを用いているが、
図18に示すように、検知面15と平行な全反射面40
をもつ形状のプリズム7を用いれば、検知面15で全反
射した光が前記の全反射面40で全反射して、再び検知
面15へ入射されるので、拡散光発生部からの光が同じ
でも、検知面15の面積を大きくすることができる。
In the above embodiment, the prism 7 is a triangular prism having a right angle portion 20.
As shown in FIG. 18, a total reflection surface 40 parallel to the detection surface 15 is provided.
When the prism 7 having a shape having the following shape is used, the light totally reflected on the detection surface 15 is totally reflected on the total reflection surface 40 and is incident on the detection surface 15 again. However, the area of the detection surface 15 can be increased.

【0055】また、上記の各実施例において、検知面1
5に撥水性をもたせれば、図19(1)に示すように、
検知面15に付着した水分wは、表面張力で球面状とな
る結果、プリズム7から水分w中へ透過した光は、その
まま空気中へ抜け出るため、水分w中で内部反射して、
再びプリズム7へ進入することはない。これに対して、
検知面15に撥水性が付与されていない場合は、図19
(2)に示すように、検知面15に付着した水分wは薄
膜状となることがあるため、プリズム7から水分wへ透
過した光は、水分w中で内部反射して、再びプリズム7
へ進入する。
In each of the above embodiments, the detection surface 1
5 is made water-repellent, as shown in FIG.
The moisture w attached to the detection surface 15 becomes spherical due to surface tension. As a result, the light transmitted from the prism 7 into the moisture w escapes into the air as it is, and is internally reflected in the moisture w.
It does not enter the prism 7 again. On the contrary,
When the water repellency is not given to the detection surface 15, FIG.
As shown in (2), the moisture w attached to the detection surface 15 may be in the form of a thin film, so that the light transmitted from the prism 7 to the moisture w is internally reflected in the moisture w, and is returned to the prism 7 again.
To enter.

【0056】なお、プリズム7や空気および水の屈折率
は、温度により変化するため、温度の変化は、最終結果
である水分中の溶質の濃度の検出値の精度に影響を及ぼ
す。そこで、図20に示すように、プリズム7の表面に
熱電対41を設け、この熱電対41からの温度検知信号
を温度計測回路42に入力して温度を検出し、その検出
値を信号処理部30へ送るよう構成することもできる。
この場合、信号処理部30は、温度毎の濃度換算表をテ
ーブルとして記憶しておき、温度計測回路42より入力
した温度検出値に応じて、対応する温度の濃度換算表を
選択して、水分中の溶質の濃度を求める。
Since the refractive index of the prism 7 and the air and water changes depending on the temperature, the change in the temperature affects the accuracy of the final result of the detection value of the concentration of the solute in the water. Therefore, as shown in FIG. 20, a thermocouple 41 is provided on the surface of the prism 7, a temperature detection signal from the thermocouple 41 is input to a temperature measurement circuit 42 to detect a temperature, and the detected value is used as a signal processing unit. It can also be configured to send to 30.
In this case, the signal processing unit 30 stores a concentration conversion table for each temperature as a table, selects a corresponding temperature concentration conversion table in accordance with the detected temperature value input from the temperature measurement circuit 42, Determine the concentration of the solute in it.

【0057】なお、図1に示す実施例では、プリズム7
は筺状ケース3内に水平に支持されているが、実施に際
しては、検知面15に付着した水分の自然蒸発による溶
質の残留を防止するために、図21に示すように、例え
ば入射面21の側が低くなるよう検知面15を適度に傾
斜させた状態でプリズム7を支持するのが望ましい。こ
の場合に、筺状ケース3の側壁に、検知面15に連通す
る排水孔50を形成し、この排水孔50を地中に埋設し
た排水管51に連通させる。なお、図21の実施例にお
ける他の構成は、図1の実施例と同様であり、ここでは
対応する構成に同一の符号を付することで説明を省略す
る。
In the embodiment shown in FIG.
Is horizontally supported in the housing case 3, but at the time of implementation, as shown in FIG. 21, for example, the entrance surface 21 is used to prevent the solute from remaining due to spontaneous evaporation of the moisture attached to the detection surface 15. It is desirable to support the prism 7 in a state where the detection surface 15 is appropriately inclined so that the side of the prism 7 becomes lower. In this case, a drain hole 50 communicating with the detection surface 15 is formed in the side wall of the housing case 3, and the drain hole 50 communicates with a drain pipe 51 buried underground. The other configuration in the embodiment of FIG. 21 is the same as that of the embodiment of FIG. 1, and the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0058】プリズム7の検知面15が水平状態の場
合、検知面15に付着した水分wが自然蒸発すると、水
分w中の溶質が検知面15上に残留するため、この残留
した溶質は、検知面15に新たに付着した水分wに溶け
込むことになり、その結果、水分w中の溶質の濃度は次
第に上昇してゆく、という不都合がある。そこで、この
実施例のように、検知面15を傾斜させた状態でプリズ
ム7を支持すると、検知面15に付着した水分wは少し
ずつ傾斜下方へ流れてゆき、残留した溶質は排水孔50
を経て排水管51に回収されることになり、残留した溶
質により水分w中の溶質の濃度が次第に上昇するという
不都合は解消される。
When the detection surface 15 of the prism 7 is in a horizontal state, when the water w attached to the detection surface 15 evaporates naturally, the solute in the water w remains on the detection surface 15, and the remaining solute is detected. As a result, the concentration of the solute in the water w gradually increases. Therefore, when the prism 7 is supported in a state where the detection surface 15 is inclined as in this embodiment, the water w attached to the detection surface 15 flows downward gradually little by little, and the remaining solute is discharged to the drain hole 50.
Through the drain pipe 51, and the inconvenience that the concentration of the solute in the water w gradually increases due to the remaining solute is eliminated.

【0059】図22は、水分検出装置1の検出精度のS
N比を高めるために、筺状ケース3の内部のプリズム7
の上方位置に、検知面15上の水分wを拡散させるため
の板状の拡散部材52を、検知面15に接近させた状態
で検知面15と平行に配備したものである。この拡散部
材52として、プリズム7からの透過光のフレネル反射
を防ぐために、光沢がなく、光を吸収し易い材質のもの
であって、表面の反射率がなるべく小さい黒っぽい色調
のものを用いるのが望ましい。なお、他の構成は、図1
の実施例と同様であり、図1の実施例と同じ符号を付し
て説明を省略する。
FIG. 22 shows the detection accuracy S of the moisture detector 1.
In order to increase the N ratio, the prism 7 inside the casing 3
A plate-like diffusing member 52 for diffusing the water w on the detection surface 15 is disposed in parallel with the detection surface 15 in a state close to the detection surface 15. In order to prevent Fresnel reflection of transmitted light from the prism 7, it is preferable that the diffusion member 52 be made of a material having no gloss and easily absorbing light and having a blackish color tone with a surface reflectance as small as possible. desirable. The other configuration is shown in FIG.
This embodiment is the same as the embodiment of FIG. 1, and the same reference numerals as those in the embodiment of FIG.

【0060】図23に示すように、プリズム7の検知面
15に付着した水分wが少量のとき、水分wの検知面1
5との接触面積Sが小さいため、図24に示すように、
光強度分布Pにおける前記した段差は小さなものとな
る。その結果、位置検出器12の画素間に感度のばらつ
きがある場合、光強度分布Pは、直線状の理想状態(太
線で示す状態)にはならず、ノイズNを含んだ状態(細
線で示す状態)となるため、境界位置xの検出に誤差が
生じ、検出精度が低下してしまう。
As shown in FIG. 23, when the amount of water w attached to the detecting surface 15 of the prism 7 is small,
Since the contact area S with No. 5 is small, as shown in FIG.
The above-mentioned step in the light intensity distribution P becomes small. As a result, when there is a variation in sensitivity among the pixels of the position detector 12, the light intensity distribution P does not become a linear ideal state (a state shown by a thick line), but a state containing noise N (a thin line). State), an error occurs in the detection of the boundary position x, and the detection accuracy decreases.

【0061】一方、この実施例のように、前記拡散部材
52を検知面15に接近させて配備すると、図25に示
すように、水分wは、プリズム7の検知面15と拡散部
材52との間隙へ入り込んだ後、その間隙に沿って毛細
管現象により拡散する。その結果、水分wの検知面15
との接触面積が大きくなり、図26に示すように、光強
度分布Pにおける前記した段差が大きくなる。その結
果、たとえ、位置検出器12の画素間の感度のばらつき
に起因して、光強度分布PがノイズNを含んだ状態(細
線示す状態)になっても、境界位置xを正確かつ確実に
検出でき、検出精度が向上する。なお、図23および図
25において、矢印は検知面15へ入射した光の経路を
示す。
On the other hand, when the diffusing member 52 is disposed close to the detecting surface 15 as in this embodiment, as shown in FIG. 25, the moisture w is generated between the detecting surface 15 of the prism 7 and the diffusing member 52. After entering the gap, it diffuses along the gap by capillary action. As a result, the detection surface 15 of the moisture w
26, the contact area of the light intensity distribution P becomes large, and the step in the light intensity distribution P becomes large as shown in FIG. As a result, even if the light intensity distribution P is in a state including noise N (a state shown by a thin line) due to a variation in sensitivity between pixels of the position detector 12, the boundary position x can be accurately and reliably determined. Detection is possible, and detection accuracy is improved. In FIGS. 23 and 25, arrows indicate the paths of light incident on the detection surface 15.

【0062】図27および図28は、上記した拡散部材
52の他の実施例を示す。図示例の拡散部材52は、プ
リズム7の検知面15に水分wを導入するための複数の
水分導入孔53が形成されて成る。各水分導入孔53
は、上拡がりのテーパ状に形成される。この拡散部材5
2の上面に流れ落ちた水分wは、図29に示すように、
水分導入孔53を通って拡散部材52の下面とプリズム
7の検知面15との間隙へ導入された後、間隙に沿って
毛細管現象により検知面15上に拡散される。
FIGS. 27 and 28 show another embodiment of the diffusion member 52 described above. The diffusion member 52 in the illustrated example is formed by forming a plurality of moisture introduction holes 53 for introducing moisture w into the detection surface 15 of the prism 7. Each moisture introduction hole 53
Are formed in an upwardly expanding tapered shape. This diffusion member 5
The water w that has flowed down onto the upper surface of No. 2, as shown in FIG.
After being introduced into the gap between the lower surface of the diffusion member 52 and the detection surface 15 of the prism 7 through the water introduction hole 53, it is diffused along the gap onto the detection surface 15 by capillary action.

【0063】この実施例では、前記した防護板5とは別
に拡散部材52が設けてあるが、図30に示す実施例の
ように、防護板5に拡散部材52の機能を具備させるよ
う構成すれば、拡散部材52を省略できる。図30の実
施例では、防護板5に、複数の水分導入孔53が形成さ
れると共に、防護板5とプリズム7の検知面15とが接
近するように、防護板5とプリズム7とが配置される。
この実施例によれば、水分wは、水分導入孔53を通っ
て防護板5の下面とプリズム7の検知面15との間隙へ
導入された後、間隙に沿って毛細管現象により検知面1
5上に拡散される。
In this embodiment, a diffusion member 52 is provided separately from the above-mentioned protection plate 5. However, as in the embodiment shown in FIG. 30, the protection plate 5 has the function of the diffusion member 52. For example, the diffusion member 52 can be omitted. In the embodiment of FIG. 30, a plurality of moisture introduction holes 53 are formed in the protective plate 5, and the protective plate 5 and the prism 7 are arranged so that the protective plate 5 and the detection surface 15 of the prism 7 are close to each other. Is done.
According to this embodiment, after the moisture w is introduced into the gap between the lower surface of the protective plate 5 and the sensing surface 15 of the prism 7 through the moisture introduction hole 53, the sensing surface 1 is formed along the gap by capillary action.
5 is diffused.

【0064】図31は、防護板5を加温するために、筺
状ケース3の内部に発熱体55を設けた構造のものであ
る。前記発熱体55は、ニクロム線のような電熱線で構
成されており、この発熱体55を防護板5の下方位置
に、防護板5に接近して配置してある。この発熱体55
への通電は、筺状ケース3内に収容配備されたヒータ回
路56により行われる。この実施例によれば、防護板5
上に雪が降り積もったり防護板5が凍結したりした場合
でも、発熱体55に通電して加熱動作させることによ
り、雪や氷を溶かし、水分wを防護板5を通過させて検
知面15に付着させることができる。なおこの実施例
は、図22の実施例に発熱体55を付加して構成されて
いるが、他の実施例についても、同様の発熱体55を適
所に設けることができる。
FIG. 31 shows a structure in which a heating element 55 is provided inside the casing case 3 for heating the protection plate 5. The heating element 55 is formed of a heating wire such as a nichrome wire, and the heating element 55 is disposed below the protection plate 5 and close to the protection plate 5. This heating element 55
The power is supplied to the heater circuit 56 housed in the housing case 3. According to this embodiment, the protective plate 5
Even if snow falls on the protective plate 5 or the protective plate 5 freezes, the heating element 55 is energized to perform a heating operation, thereby melting snow and ice and allowing the water w to pass through the protective plate 5 and adhere to the detection surface 15. Can be done. Although this embodiment is configured by adding a heating element 55 to the embodiment of FIG. 22, similar heating elements 55 can be provided in appropriate places in other embodiments.

【0065】図32は、筺状ケース3の他の実施例を示
す。図示例の筺状ケース3は、二重構造となっており、
路面Rに設けられた設置穴2の内部に埋設される上面開
口の外ケース3aと、この外ケース3aの内穴57へ嵌
め込まれてボルト58で固定される内ケース3bとで構
成される。内ケース3bは、外ケース3aに対して着脱
可能であり、内ケース3bの内部には、透光部材として
のプリズム7、拡散光発生部を構成するEL9、光学系
11および位置検出器12より成る検出部10を含む装
置本体4が配備される。内ケース3bの上面開口には、
多数の通水孔6を有する防護板5が被せてある。
FIG. 32 shows another embodiment of the housing case 3. The illustrated case 3 has a double structure.
It comprises an outer case 3a having an upper surface opening buried inside the installation hole 2 provided on the road surface R, and an inner case 3b fitted into the inner hole 57 of the outer case 3a and fixed with bolts 58. The inner case 3b is detachable with respect to the outer case 3a. Inside the inner case 3b, a prism 7 as a light transmitting member, an EL 9 constituting a diffused light generator, an optical system 11, and a position detector 12 are provided. The apparatus main body 4 including the detecting unit 10 is provided. In the upper surface opening of the inner case 3b,
A protection plate 5 having a large number of water holes 6 is covered.

【0066】外ケース3aの底部の内面と内ケース3b
の底部の外面とには、機械的および電気的に結合が可能
なコネクタ60,61が設けられている。内ケース3b
のコネクタ61にはEL9および位置検出器12が電気
接続される。外ケース3aのコネクタ60には、外部に
引き出されるコード線62が接続される。このコード線
62は電源や信号処理部に接続される。
The inner surface of the bottom of the outer case 3a and the inner case 3b
Connectors 60 and 61 that can be mechanically and electrically coupled are provided on the outer surface of the bottom of the connector. Inner case 3b
The EL 9 and the position detector 12 are electrically connected to the connector 61 of FIG. A cord line 62 drawn out is connected to the connector 60 of the outer case 3a. The code line 62 is connected to a power supply and a signal processing unit.

【0067】この実施例の水分検出装置1は、道路の舗
装や修繕が行われる際に設置されることを考慮して構成
されたもので、道路の舗装や修繕時に、アスファルトの
熱や平滑化のための圧力が作用しても、熱や衝撃により
装置本体4が破損されることがないような設置方法が採
用される。図33は、この実施例の水分検出装置1の設
置方法を示すもので、まず、外ケース3aの内穴57に
内ケース3bに代わるダミー物体3cを装填したもの
を、敷き詰められたアスファルトに埋設する。舗装工事
が完了すると、温度が下がるのを待って、前記ダミー物
体3cを外ケース3aより抜き取り、次いで、外ケース
3aの内穴57へ、装置本体4が組み込まれた内ケース
3bを嵌入して固定する。
The moisture detecting apparatus 1 of this embodiment is designed in consideration of being installed when pavement or repair of a road is performed. When the pavement or repair of a road is performed, heat and smoothness of asphalt are reduced. In this case, an installation method is adopted in which the apparatus main body 4 is not damaged by heat or impact even if pressure for the operation is applied. FIG. 33 shows an installation method of the moisture detecting device 1 of this embodiment. First, a device in which a dummy object 3c instead of the inner case 3b is loaded in the inner hole 57 of the outer case 3a is buried in the spread asphalt. I do. When the paving work is completed, the dummy object 3c is extracted from the outer case 3a after waiting for the temperature to drop, and then the inner case 3b in which the apparatus main body 4 is incorporated is inserted into the inner hole 57 of the outer case 3a. Fix it.

【0068】図34は、プリズム7の検知面15からの
正反射光が入射しないような位置、具体的には、入射面
21の側にフォトダイオードのような光センサ70を配
備したものである。この光センサ70は、プリズム7の
検知面15に付着した付着物からの拡散反射光を受光す
るためのもので、光センサ70が前記拡散反射光を受光
したとき、検知面15の付着物は雪の状態であると判断
し、光センサ70が拡散反射光を受光しないとき、検知
面15の付着物は水の状態であると判断する。
FIG. 34 shows an arrangement in which an optical sensor 70 such as a photodiode is provided at a position where regular reflection light from the detection surface 15 of the prism 7 does not enter, specifically, at the entrance surface 21 side. . The optical sensor 70 is for receiving diffusely reflected light from the adhered substance adhered to the detection surface 15 of the prism 7. When the optical sensor 70 receives the diffusely reflected light, the adhered substance on the detection surface 15 is When it is determined that it is in a snow state and the optical sensor 70 does not receive the diffuse reflection light, it is determined that the attached matter on the detection surface 15 is in a water state.

【0069】図34は、検知面15に水の状態の付着物
w1が付着したときの入射光Lの経路を示すもので、入
射角が0〜90度の入射光Lのうち、臨界角以上の光は
検知面15で正反射し、臨界角より小さい光は検知面1
5および付着物w1を透過する。このため、光センサ7
0は拡散反射光を受光しない。図35(1)は、検知面
15に雪の状態の付着物w2が付着したときの入射光L
の経路を示すもので、臨界角以上の光は検知面15で正
反射するが、臨界角より小さい光は検知面15を透過
し、その透過光は、図35(2)の拡大図に示すよう
に、付着物w2の表面で拡散反射する。その結果、検知
面15に対して0〜180度の範囲で拡散反射光(図
中、細い矢印で示す。)が戻り、その一部がプリズム7
を透過して、光センサ70により受光される。
FIG. 34 shows the path of the incident light L when the attached matter w1 in the state of water adheres to the detection surface 15. Of the incident light L having an incident angle of 0 to 90 degrees, the incident light L is larger than the critical angle. Is regularly reflected by the detection surface 15, and light smaller than the critical angle is detected by the detection surface 1.
5 and the deposit w1. Therefore, the optical sensor 7
0 does not receive diffuse reflection light. FIG. 35A shows the incident light L when the attached matter w2 in a snow state adheres to the detection surface 15.
35, light having a critical angle or more is specularly reflected by the detection surface 15, but light having a smaller angle than the critical angle is transmitted through the detection surface 15, and the transmitted light is shown in the enlarged view of FIG. Thus, the light is diffusely reflected on the surface of the attached matter w2. As a result, the diffuse reflection light (indicated by a thin arrow in the figure) returns to the detection surface 15 within a range of 0 to 180 degrees, and a part thereof is
And is received by the optical sensor 70.

【0070】図36は、上記した各実施例の構成を組み
合わせて構成された水分検出装置1の具体例を示す。同
図の実施例は、図32の実施例で用いられた外ケース3
aおよび内ケース3bより成る二重構造の筺状ケース
3、図30の実施例で用いられた拡散機能を併せ持つ水
分導入孔53を有する防護板5、図20の実施例で用い
られた熱電対41より成る温度計、図31の実施例で用
いられた発熱体55などを含んでいる。
FIG. 36 shows a specific example of the moisture detecting device 1 configured by combining the configurations of the above embodiments. The embodiment shown in the figure is the outer case 3 used in the embodiment shown in FIG.
a and an inner case 3b, a protective case 5 having a water introduction hole 53 having a diffusion function used in the embodiment of FIG. 30, and a thermocouple used in the embodiment of FIG. The thermometer includes the thermometer 41, the heating element 55 used in the embodiment of FIG. 31, and the like.

【0071】なお、この具体例では、設置スペースの関
係から、内ケース3bの底部位置に発熱体55を配備
し、発熱体55の熱を内ケース3bを介して防護板5へ
伝達するよう構成してある。また、外ケース3aと内ケ
ース3bとには、互いに連通する排水孔50a,50b
が形成してあり、外ケース3aの排水孔50aは、地中
に埋設された排水管51に連通させてある。この排水管
51には、ヒータ回路などの内部回路部71と外部の電
源や信号処理部とを電気接続するためのコード線72を
挿通させてある。さらに、この具体例では、内ケース3
bの内部にシリカゲルのような乾燥剤73を装填し、内
ケース3b内の湿気を吸収するように構成してある。
In this specific example, due to the installation space, a heating element 55 is provided at the bottom of the inner case 3b, and the heat of the heating element 55 is transmitted to the protective plate 5 via the inner case 3b. I have. The outer case 3a and the inner case 3b have drain holes 50a, 50b communicating with each other.
The drain hole 50a of the outer case 3a is communicated with a drain pipe 51 buried underground. A code line 72 for electrically connecting an internal circuit unit 71 such as a heater circuit to an external power supply or signal processing unit is inserted through the drain pipe 51. Further, in this specific example, the inner case 3
A drying agent 73 such as silica gel is loaded in the inside b to absorb the moisture in the inner case 3b.

【0072】[0072]

【発明の効果】請求項1の発明では、透光部材の検知面
に水分が付着したかどうかで全反射を起こす臨界角に差
異を生じさせ、前記検知面での全反射光を検出部で受光
して、検知面への水分の付着による光強度分布の位置ず
れを検出することにより検知面への水分の付着を判別す
るようにしたから、検知面に一滴の水分が付着しただけ
でも、水分の付着を確実に検出することができる。
According to the first aspect of the present invention, the critical angle at which total reflection occurs depends on whether or not moisture has adhered to the detection surface of the light transmitting member, and the total reflection light on the detection surface is detected by the detection unit. Since light is received and the displacement of the light intensity distribution due to the attachment of moisture to the detection surface is detected to determine the attachment of moisture to the detection surface, even if only one drop of moisture adheres to the detection surface, Adhesion of moisture can be reliably detected.

【0073】請求項2の発明では、検知面への水分の付
着による光強度分布の位置ずれを検出して、位置ずれ量
に応じて検知面に付着した水分中の溶質の濃度を判別す
るようにしたから、検知面への水分の付着量の大小を問
わず、確実かつ正確に水分中の溶質の濃度を検出するこ
とができる。
According to the second aspect of the present invention, the displacement of the light intensity distribution due to the attachment of moisture to the detection surface is detected, and the concentration of the solute in the moisture attached to the detection surface is determined according to the displacement amount. Therefore, the concentration of the solute in the water can be detected reliably and accurately regardless of the amount of the water adhering to the detection surface.

【0074】請求項3の発明では、無限遠で結像するよ
う光学系と位置検出器とを配置して検出部を構成するか
ら、検知面への水分の付着による光強度分布の位置ずれ
を確実に検出できる。
According to the third aspect of the present invention, since the optical system and the position detector are arranged so as to form an image at infinity and the detection unit is formed, the positional deviation of the light intensity distribution due to the adhesion of moisture to the detection surface is reduced. It can be detected reliably.

【0075】請求項4の発明では、透光部材に温度を検
出する温度検出手段を設けたから、温度の変化に対し
て、精度の高い検出が可能である。
According to the fourth aspect of the present invention, since the temperature detecting means for detecting the temperature is provided in the light transmitting member, it is possible to detect the temperature change with high accuracy.

【0076】請求項5の発明では、透光部材に検知面と
平行な面を設けたから、拡散光発生部からの光が同じで
も、検知面の面積を大きくできる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the light transmitting member is provided with a surface parallel to the detection surface, the area of the detection surface can be increased even if the light from the diffused light generator is the same.

【0077】請求項6の発明では、透光部材の検知面を
通水性のある防護板で覆ったから、検知面が傷付くのを
防止でき、検出精度の低下を抑えることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, since the detection surface of the light transmitting member is covered with the water-resistant protective plate, it is possible to prevent the detection surface from being damaged and to suppress a decrease in detection accuracy.

【0078】請求項7の発明では、検知面上の水分を拡
散させるように水分導入孔を有する防護板を検知面に接
近させて配備したから、検出精度のSN比を高めること
ができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since the protective plate having the water introduction hole is disposed close to the detection surface so as to diffuse the water on the detection surface, the SN ratio of the detection accuracy can be increased.

【0079】請求項8の発明では、防護板を発熱体で加
温するようにしたから、防護板の積雪や凍結を溶かし
て、検知面に水分を付着させることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, since the protective plate is heated by the heating element, the snow and freezing of the protective plate can be melted, and moisture can be attached to the detection surface.

【0080】請求項9の発明では、透光部材の検知面に
接近した位置に、検知面上の水分を拡散させる拡散部材
を配備したから、検出精度のSN比を高めることができ
る。
According to the ninth aspect of the present invention, since the diffusion member for diffusing moisture on the detection surface is provided at a position close to the detection surface of the light transmitting member, the SN ratio of detection accuracy can be increased.

【0081】請求項10の発明では、拡散部材に、検知
面上へ水分を導入するための複数の水分導入孔を開設し
たから、検知面上へ水分を確実に導入できる。
According to the tenth aspect of the present invention, since a plurality of moisture introduction holes for introducing moisture onto the detection surface are opened in the diffusion member, moisture can be reliably introduced onto the detection surface.

【0082】請求項11の発明では、透光部材の検知面
を排水部に連通させたから、検知面に付着した水分が自
然蒸発して残留した溶質を排水孔へ除くことができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, since the detection surface of the light transmitting member is communicated with the drainage portion, the water adhering to the detection surface naturally evaporates and the remaining solute can be removed to the drainage hole.

【0083】請求項12の発明では、二重構造をなす筺
状ケースの内ケース内部に拡散光発生部、透光部材、お
よび検出部を収納配備して、設置工事後に内ケースを外
ケースへセットできるようにしたから、道路の舗装時に
水分検出装置の設置を行っても、熱や圧力で破損するこ
とがない。
According to the twelfth aspect of the present invention, the diffused light generating section, the light transmitting member, and the detecting section are housed and arranged inside the inner case of the housing case having a double structure, and the inner case is moved to the outer case after installation work. Since it can be set, even if the moisture detection device is installed during pavement on the road, it will not be damaged by heat or pressure.

【0084】請求項13の発明では、検知面からの正反
射光が入射しない位置に光センサを配備したから、検知
面への付着物が水の状態であるか、雪の状態であるかを
判断できる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, since the optical sensor is provided at a position where the specularly reflected light from the detection surface does not enter, whether the substance adhering to the detection surface is in a water state or a snow state is determined. I can judge.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例である水分検出装置を路面
に設置した状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a moisture detecting device according to an embodiment of the present invention is installed on a road surface.

【図2】水分検出装置の構成および原理を示す説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration and a principle of a moisture detection device.

【図3】検知面に付着した水分中の溶質の濃度が異なる
場合における全反射光の経路を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the path of total reflection light when the concentration of a solute in moisture adhering to a detection surface is different.

【図4】図3の設例における光強度分布の位置ずれを示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a displacement of a light intensity distribution in the example of FIG. 3;

【図5】検知面の一部に水分が付着した場合における全
反射光の経路を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a path of totally reflected light when moisture adheres to a part of the detection surface.

【図6】図5の設例における光強度分布の位置ずれを示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a position shift of a light intensity distribution in the example of FIG. 5;

【図7】検知面に1滴程度の水分が付着した場合におけ
る光の経路を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a light path when about one drop of moisture adheres to a detection surface.

【図8】検知面に数滴程度の水分が付着した場合におけ
る光の経路を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a light path when about several drops of water adhere to the detection surface.

【図9】図7および図8の設例における光強度分布を示
す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a light intensity distribution in the example of FIGS. 7 and 8;

【図10】検知面に付着した水分が純水の場合と濃度を
有する場合とにおける全反射光の経路を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a path of total reflection light in a case where moisture adhering to a detection surface has pure water and a case where moisture has a concentration.

【図11】図10の設例における光強度分布の位置ずれ
を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a position shift of a light intensity distribution in the example of FIG. 10;

【図12】濃度換算表の具体例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a specific example of a concentration conversion table.

【図13】水分検出装置の全体構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of the moisture detection device.

【図14】判別部による制御の流れを示すフローチャー
トである。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a flow of control by a determination unit.

【図15】水分検出装置を車両に取り付けた状態を示す
説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state in which the moisture detection device is attached to a vehicle.

【図16】拡散光発生部の他の実施例を示す説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing another embodiment of the diffused light generator.

【図17】拡散光発生部の他の実施例を示す説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory view showing another embodiment of the diffused light generator.

【図18】プリズムの他の実施例を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory view showing another embodiment of the prism.

【図19】撥水性を有する検知面と撥水性を有さない検
知面についての光の経路を示す説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing light paths on a detection surface having water repellency and a detection surface having no water repellency.

【図20】プリズムに温度検出手段を設けた実施例のブ
ロック図である。
FIG. 20 is a block diagram of an embodiment in which a prism is provided with temperature detecting means.

【図21】検知面を傾斜させた状態でプリズムを支持す
るようにした実施例を示す断面図である。
FIG. 21 is a sectional view showing an embodiment in which a prism is supported in a state where a detection surface is inclined.

【図22】拡散部材が用いられた実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 22 is a sectional view showing an embodiment in which a diffusion member is used.

【図23】検知面に付着した水分が少量のときの光の経
路を示す説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a light path when a small amount of water adheres to the detection surface.

【図24】図23の設例における光強度分布を示す説明
図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a light intensity distribution in the example shown in FIG. 23;

【図25】拡散部材が用いられたときの水分の状態およ
び光の経路を示す説明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a state of moisture and a light path when a diffusion member is used.

【図26】図25の設例における光強度分布を示す説明
図である。
26 is an explanatory diagram showing a light intensity distribution in the example shown in FIG. 25.

【図27】水分導入孔を有する拡散部材の断面図であ
る。
FIG. 27 is a cross-sectional view of a diffusion member having a water introduction hole.

【図28】水分導入孔を有する拡散部材の平面図であ
る。
FIG. 28 is a plan view of a diffusion member having a water introduction hole.

【図29】検知面上で水分を拡散させる過程を説明する
ための断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view for explaining a process of diffusing moisture on the detection surface.

【図30】拡散機能を持つ防護板が用いられた実施例を
示す断面図である。
FIG. 30 is a sectional view showing an embodiment in which a protective plate having a diffusion function is used.

【図31】発熱体が用いられた実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing an embodiment using a heating element.

【図32】二重構造の筺状ケースが用いられた実施例を
示す断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view showing an embodiment in which a housing case having a double structure is used.

【図33】図32の実施例を設置する方法を示す断面図
である。
FIG. 33 is a sectional view showing a method of installing the embodiment of FIG. 32;

【図34】光センサが用いられた実施例の構成および検
知面に水の状態の付着物が付着したときの光の経路を示
す説明図である。
FIG. 34 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment using an optical sensor and a light path when a substance in a water state adheres to a detection surface.

【図35】検知面に雪の状態の付着物が付着したときの
光の経路を示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a light path when a snowy substance adheres to the detection surface.

【図36】各実施例の構成を組み合わせて構成された具
体例を示す断面図である。
FIG. 36 is a cross-sectional view showing a specific example configured by combining the configurations of the embodiments.

【図37】従来の水分検出装置の構成および原理を示す
断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view showing the configuration and principle of a conventional moisture detection device.

【図38】電極間が水で満たされていない場合の従来例
の問題点を示す平面図である。
FIG. 38 is a plan view showing a problem of the conventional example when the space between electrodes is not filled with water.

【図39】路面の水位が十分でない場合の従来例の問題
点を示す断面図である。
FIG. 39 is a cross-sectional view showing a problem of the conventional example when the water level on the road surface is not sufficient.

【図40】電極間が部分的にしか通電しない場合の従来
例の問題点を示す平面図である。
FIG. 40 is a plan view showing a problem of a conventional example in a case where current is applied only partially between electrodes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 防護板 6 通水孔 7 プリズム 9 EL 10 検出部 11 光学系 12 位置検出器 15 検知面 30 信号処理部 41 熱電対 42 温度計測回路 REFERENCE SIGNS LIST 5 protective plate 6 water hole 7 prism 9 EL 10 detection unit 11 optical system 12 position detector 15 detection surface 30 signal processing unit 41 thermocouple 42 temperature measurement circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新本 祐一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Fターム(参考) 2G059 AA01 AA05 BB04 CC02 CC09 CC20 DD12 DD13 DD16 EE02 FF03 GG02 JJ11 JJ12 KK04 LL01 MM01 MM09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuichi Niimoto F-term in Omron Co., Ltd. 10-10 Hanazono Dodocho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto 2G059 AA01 AA05 BB04 CC02 CC09 CC20 DD12 DD13 DD16 EE02 FF03 GG02 JJ11 JJ12 KK04 LL01 MM01 MM09

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散光発生部と、この拡散光発生部から
の拡散光の一部が全反射する検知面を有し、前記検知面
への水分の付着の有無で臨界角に差異を生じさせる透光
部材と、この透光部材の前記検知面での全反射光を受光
して検知面への水分の付着による光強度分布の位置ずれ
を検出する検出部と、この検出部で前記位置ずれが検出
されたことにより検知面への水分の付着を判別する判別
部とを備えて成る水分検出装置。
A diffused light generating section and a detecting surface on which a part of the diffused light from the diffused light generating section is totally reflected, and a difference in critical angle occurs depending on whether or not moisture adheres to the detecting surface. A light transmitting member, a detecting unit that receives total reflection light on the detection surface of the light transmitting member, and detects a position shift of a light intensity distribution due to adhesion of moisture to the detecting surface, and the detecting unit detects the position shift. A moisture detecting device comprising: a determination unit configured to determine adhesion of moisture to a detection surface based on detection of a shift.
【請求項2】 拡散光発生部と、この拡散光発生部から
の拡散光の一部が全反射する検知面を有し、前記検知面
に付着した水分中の溶質の濃度により臨界角に差異を生
じさせる透光部材と、この透光部材の前記検知面での全
反射光を受光して検知面への水分の付着による光強度分
布の位置ずれを検出する検出部と、この検出部で検出さ
れた位置ずれ量に応じて検知面に付着した水分中の溶質
の濃度を判別する判別部とを備えて成る水分検出装置。
A diffused light generating section, and a detecting surface on which a part of the diffused light from the diffused light generating section is totally reflected, wherein a critical angle differs depending on a concentration of a solute in water adhering to the detecting surface. A light-transmitting member that causes the light-transmitting member, a detector that receives total reflection light on the detection surface of the light-transmitting member, and detects a position shift of a light intensity distribution due to adhesion of moisture to the detection surface. A determination unit configured to determine a concentration of a solute in water attached to the detection surface in accordance with the detected positional shift amount.
【請求項3】 請求項1または2に記載の水分検出装置
において、前記検出部は、無限遠で結像するよう配置さ
れる光学系と位置検出器とを備えている水分検出装置。
3. The moisture detection device according to claim 1, wherein the detection unit includes an optical system arranged to form an image at infinity and a position detector.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の水分検
出装置において、前記透光部材には、温度を検出する温
度検出手段が設けられている水分検出装置。
4. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the light transmitting member is provided with temperature detecting means for detecting a temperature.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の水分検
出装置において、前記透光部材は、検知面と平行な面を
備えている水分検出装置。
5. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the light transmitting member has a surface parallel to the detecting surface.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の水分検
出装置であって、前記透光部材の検知面は、通水性のあ
る防護板で覆われている水分検出装置。
6. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the detecting surface of the light transmitting member is covered with a water-permeable protective plate.
【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載の水分検
出装置であって、前記透光部材の検知面は、検知面上へ
水分を導入するための複数の水分導入孔を有する防護板
で覆われると共に、前記防護板は、検知面上の水分を拡
散させるように検知面に接近させて配備されている水分
検出装置。
7. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the sensing surface of the light transmitting member has a plurality of moisture introducing holes for introducing moisture onto the sensing surface. A moisture detection device which is covered with a plate, and wherein the protection plate is provided close to the detection surface so as to diffuse moisture on the detection surface.
【請求項8】 請求項6または7に記載の水分検出装置
であって、前記防護板は、発熱体で加温されるようにな
っている水分検出装置。
8. The moisture detecting device according to claim 6, wherein the protective plate is heated by a heating element.
【請求項9】 請求項1〜5のいずれかに記載の水分検
出装置であって、前記透光部材の検知面に接近した位置
には、検知面上の水分を拡散させる拡散部材が配備され
ている水分検出装置。
9. The moisture detecting device according to claim 1, wherein a diffusion member for diffusing moisture on the detection surface is provided at a position close to the detection surface of the light transmitting member. Moisture detector.
【請求項10】 請求項1〜5のいずれかに記載の水分
検出装置であって、前記透光部材の検知面に接近した位
置には、検知面に付着した水分を拡散させる拡散部材が
配備されると共に、前記拡散部材には、検知面上へ水分
を導入するための複数の水分導入孔が開設されている水
分検出装置。
10. The moisture detecting device according to claim 1, wherein a diffusion member for diffusing moisture attached to the detection surface is provided at a position near the detection surface of the light transmitting member. A moisture detecting device, wherein the diffusion member has a plurality of moisture introducing holes for introducing moisture onto the detection surface.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の水
分検出装置であって、前記透光部材の検知面は、検知面
上の水分を排水するための排水部に連通させている水分
検出装置。
11. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the detecting surface of the light transmitting member communicates with a drain for draining moisture on the detecting surface. Detection device.
【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の水
分検出装置であって、前記拡散光発生部、透光部材、お
よび検出部は、二重構造をなす筺状ケースの内ケースの
内部に収容配備されており、前記内ケースは、外ケース
に対して着脱可能に形成されている水分検出装置。
12. The moisture detecting device according to claim 1, wherein the diffused light generating section, the light transmitting member, and the detecting section are formed in a double case of an inner case of a housing case. A moisture detection device housed and disposed inside, wherein the inner case is detachably formed with respect to an outer case.
【請求項13】 請求項1〜12のいずれかに記載の水
分検出装置であって、前記透光部材の周辺の、検知面か
らの正反射光が入射しない位置に、光センサが配備され
ている水分検出装置。
13. The moisture detecting device according to claim 1, wherein an optical sensor is provided at a position around the light transmitting member where regular reflection light from a detection surface is not incident. Moisture detector.
JP10293692A 1998-07-09 1998-10-15 Moisture detecting device Pending JP2000155096A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10293692A JP2000155096A (en) 1998-07-09 1998-10-15 Moisture detecting device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19447598 1998-07-09
JP10-194475 1998-07-09
JP10293692A JP2000155096A (en) 1998-07-09 1998-10-15 Moisture detecting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000155096A true JP2000155096A (en) 2000-06-06

Family

ID=26508523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10293692A Pending JP2000155096A (en) 1998-07-09 1998-10-15 Moisture detecting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000155096A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1602913A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-07 Omron Corporation Salt concentration measuring method, salt concentration measuring apparatus, and vehicle on which the apparatus is mounted
JP2011516878A (en) * 2008-04-09 2011-05-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Carrier for light detection in small sample volumes
JP2014130030A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Omega:Kk Evaluation method of liquid property
KR20140130702A (en) * 2012-02-21 2014-11-11 인테그리스 - 제탈론 솔루션즈, 인크. Critical angle optical sensor apparatus
CN107205583A (en) * 2015-01-28 2017-09-26 三星电子株式会社 Cooking apparatus and its control method
CN112630271A (en) * 2020-11-24 2021-04-09 南京师范大学 Method for monitoring soil moisture diffusion based on concentration cell
US11064570B2 (en) 2015-01-28 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Cooking appliance and method for controlling the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1602913A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-07 Omron Corporation Salt concentration measuring method, salt concentration measuring apparatus, and vehicle on which the apparatus is mounted
JP2011516878A (en) * 2008-04-09 2011-05-26 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Carrier for light detection in small sample volumes
KR20140130702A (en) * 2012-02-21 2014-11-11 인테그리스 - 제탈론 솔루션즈, 인크. Critical angle optical sensor apparatus
JP2015508178A (en) * 2012-02-21 2015-03-16 エンテグリース−ジェタロン・ソリューションズ・インコーポレイテッド Critical angle light sensor device
US9632024B2 (en) 2012-02-21 2017-04-25 Entegris, Inc. Optical sensor apparatus to detect light based on the refractive index of a sample
KR102138607B1 (en) * 2012-02-21 2020-07-28 인테그리스 - 제탈론 솔루션즈, 인크. Critical angle optical sensor apparatus
JP2014130030A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Omega:Kk Evaluation method of liquid property
CN107205583A (en) * 2015-01-28 2017-09-26 三星电子株式会社 Cooking apparatus and its control method
US11064570B2 (en) 2015-01-28 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Cooking appliance and method for controlling the same
CN112630271A (en) * 2020-11-24 2021-04-09 南京师范大学 Method for monitoring soil moisture diffusion based on concentration cell
CN112630271B (en) * 2020-11-24 2023-08-15 南京师范大学 Method for monitoring soil moisture diffusion based on concentration battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2649422B1 (en) Apparatus and method for detecting the presence of water on a remote surface
EP2136204B1 (en) Hygrometer
CA1163694A (en) Road surface condition detection system
CA2572862C (en) Device for determining the dew-point temperature of a test gas
JP2000155096A (en) Moisture detecting device
EP1602913A1 (en) Salt concentration measuring method, salt concentration measuring apparatus, and vehicle on which the apparatus is mounted
Buttle et al. Applicability of isotopic hydrograph separation in a suburban basin during snowmelt
CN108128466A (en) Image-type icing detector and icing detection method
Izett et al. Missed fog? On the potential of obtaining observations at increased resolution during shallow fog events
US5762447A (en) Method and apparatus of continuously measuring heat quantity need to melt snow lying on road and prevent freezing of road
Roesky et al. Effects of lake‐groundwater interaction on the thermal regime of a sub‐alpine headwater stream
JP3603668B2 (en) Road surface freeze determination method and device
JP2004028814A (en) Fluorescence detecting apparatus
JP4504318B2 (en) Mirror surface dew point meter
JP2700827B2 (en) Road surface temperature distribution measurement device
KR20130051670A (en) Apparatus and method for monitoring ground surface object
JP2002260178A (en) Failure diagnosing method of road condition estimating system
JP2003185506A (en) Estimating method for road surface temperature
JP2021092412A (en) Road surface water film thickness measuring method and measuring device
JP2005283510A (en) Apparatus for detecting state on specular surface, and moisture detector
JP4005580B2 (en) Mirror surface dew point meter
CN110779892A (en) Liquid drop sensor
JP2003057124A (en) Method for detecting road surface temperature
Bendix A fog monitoring scheme based on MSG data
GB2170004A (en) Apparatus for sensing fluids

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040309